聚多巴胺功能涂层的制备与性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

工业化给金属材料提供了广阔的舞台，然而金属的腐蚀问题对社会环境与经济造成了严重的影响。据统计全球每年因腐蚀造成的金属损失量约占金属总产量的30%，2014年我国腐蚀总成本约占当年gdp的3.34%，总额超过2.1万亿元人民币[1]。因此，金属腐蚀与防护工作倍受重视，在工业化国家，对金属的腐蚀防护也是一项昂贵的费用支出，众多防护手段中，稳定性好、成本低、易成型的防腐蚀涂层应用最为广泛[2]。

防腐蚀涂层是指涂敷在金属表面上使之与周围介质隔离。其防腐蚀机理是在金属表面形成一层屏蔽涂层，阻止水和氧与金属表面接触。有机防腐涂层作为一种聚合物基复合材料，在海洋、能源、建筑、交通、航天航空及军用装备等多个领域应用广泛。通常，结构致密的有机涂层可通过物理屏蔽作用使金属基体与水分、氧和离子等腐蚀性介质隔离，通过阻止金属自发形成的腐蚀电解池中阴、阳极的反应，有效抑制金属腐蚀的发生。

2. 研究内容和预期目标

本研究通过在铜表面制备pda-pei-8hq复合涂层来实现对铜的腐蚀防护。通过对铜进行表面处理并优化涂层制备工艺，获得附着力高、结构致密、缺陷少的pda-pei复合涂层。通过电化学测试分析pda-pei复合涂层保护下的铜在所模拟的腐蚀环境中的耐蚀性,评价涂层对铜表面的防腐蚀效果。具体包含以下三个方面的研究内容：

（1）铜表面pda-pei-8hq复合涂层的制备：通过自聚合的方式于铜表面制备pda-pei-8hq复合涂层，并揭示复合涂层的自聚合机理。通过研究多巴胺单体、pei及8-hq浓度，聚合时间等条件对涂层形貌、结构及性能的影响，获得最佳的pda-pei-8hq复合涂层制备工艺。

3. 研究的方法与步骤

（1）铜的表面处理：通过不同等级的sic砂纸对不锈钢表面进行打磨去除铜表面钝化层，然后依次使用去离子水、丙酮、乙醇对铜表面进行清洗。

（2）pda-pei-8hq复合涂层的制备：设置ph8.5的碱性环境，通过改变盐酸多巴胺、pei浓度，聚合时间等条件，于铜表面获得附着力高、缺陷少、厚度适宜的pda-pei涂层；同样在ph8.5的碱性环境中，将8-hq无水乙醇溶液加入pda-pei混合溶液，并将铜电极放入混合溶液中沉积24h，获得pda-pei-8hq复合涂层。

4. 参考文献

[1] 徐燕飞,余芬芬,谢少凡.导电聚合物在金属防腐蚀中的应用进展[j].材料保护,2016,49(01):52-55 8.

[2] 潘梦秋,王伦滔,丁璇,张达威,高瑾,李晓刚.自修复防腐涂层研究进展[j].中国材料进展,2018,37(1):19-27.

5. 计划与进度安排

1、2022.03.01～2022.03.14：查阅文献，了解课题背景，初步设计实验，完成开题报告。

2、2022.03.15～2022.03.31：开展初步实验，制备pei修饰的pda膜层，探索pei与pda的配比及制备工艺对pda膜层性质的影响。